Cuando solo una
de las entradas está activa para cada combinación de salida, se le denomina
codificador completo. Por ejemplo, el siguiente circuito proporciona a la
salida la combinación binaria de la entrada que se encuentra activada. En este
caso se trata de un codificador completo de 8 bits, o también llamado
codificador de 8 a 3 líneas:
Las salidas
codificadas, generalmente se usan para controlar un conjunto de 2n
Dispositivos, suponiendo claro está que sólo uno de ellos está activo en
cualquier Momento. Sin embargo cuando nos encontremos con que se deben
controlar dispositivos que pueden estar activos al mismo tiempo, problema que
se suelen Encontrar los sistemas microprocesadores, es preciso usar un
dispositivo que nos Proporcione a la salida el código del dispositivo que tenga
más alta prioridad. En la siguiente figura se representa el diagrama lógico de
un codificador completo de Decimal a BCD natural, junto a su tabla de
funcionamiento.
DECODIFICADOR
BCD A DECIMAL
Un
decodificador es considerado como el proceso inverso de un codificador, es
decir, un traductor de lenguaje de las maquina al lenguaje de la gente.
El
diagrama de bloque del decodificador se muestra en la figura 4.
El
decodificador tiene 4 entradas a la izquierda que están conformadas por el
código BCD 8421, y tiene a la derecha diez líneas de salidas. En la figura se
muestra el decodificador comercial BCD a decimal, TTL 7442 y
su correspondiente tabla de verdad.
Figura 5: Símbolo lógico del decodificador/excitador BCD a decimal 7442
Línea
|
Nº
|
Entradas BCD
|
|||||||||||||
D
|
C
|
B
|
A
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
||
Línea 1
|
0
|
L
|
L
|
L
|
L
|
L
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
Línea 2
|
1
|
L
|
L
|
L
|
H
|
H
|
L
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
Línea 3
|
2
|
L
|
L
|
H
|
L
|
H
|
H
|
L
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
Línea 4
|
3
|
L
|
L
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
L
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
Línea 5
|
4
|
L
|
H
|
L
|
L
|
H
|
H
|
H
|
H
|
L
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
Línea 6
|
5
|
L
|
H
|
L
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
L
|
H
|
H
|
H
|
H
|
Línea 7
|
6
|
L
|
H
|
H
|
L
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
L
|
H
|
H
|
H
|
Línea 8
|
7
|
L
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
L
|
H
|
H
|
Línea 9
|
8
|
H
|
L
|
L
|
L
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
L
|
H
|
Línea 10
|
9
|
H
|
L
|
L
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
L
|
Líneas 11-16
|
Inválido
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
H
|
||
Tabla
2: Tabla de verdad del decodificador 7442
A la
izquierda se encuentran las 4 entradas BCD etiquetadas con D, C, B y A. Estas
entradas se activan con el uno lógico, o nivel alto. A la derecha se encuentran
las 10 salidas del decodificador, cada una con un circulito que indican que las
salidas son activas en baja, es decir, que normalmente están en alta.
Los
inversores que se encuentran a la salida se añaden por conveniencia para
controlar las luces de los indicadores decimales, es decir, que una salida
activa se invierte a uno lógico en los indicadores de salidas.
En la
primera línea de la tabla de verdad se muestran todas las entrada en el nivel
bajo (L). Con una entrada LLLL se activa la salida del cero decimal al estado
bajo. El inversor inferior complementa esta salida al nivel alto, lo que hace
que luzca el indicador de la salida decimal cero, no permitiendo que ninguno de
los demás luzcan.
De igual
forma, la quinta línea muestra la entrada BCD LHLL, lo que hace que se active
la salida cuatro en el nivel bajo. Esta salida es invertida haciendo que luzca
el indicador de la salida decimal 4.
La
línea 11 muestra la entrada HLHL, que normalmente representa el decimal 10.
Como el código BCD no contiene este número, esta entrada es invalida y no
lucirá ninguna lampara de salida. Igualmente para las 5 últimas líneas de la
tabla del diagrama lógico del decodificador 7442, BCD a decimal, se muestran
las figuras.
Figura 6: Diagrama lógico del decodificador BCD a decimal 7442
La
entrada A3 es el BIT más significativo (MSB), o la entrada del 8 y la entrada
A0 es el BIT menos significativo (LSB), o la entrada del 1. La salidas están
etiquetadas con números decimales. La salidas que se encuentran activas en baja
aparecen con barras sobres las salidas decimales (9, 8 etc...)
Supongamos
que la entrada BCD es LLLL (0000). Si seguimos cuidadosamente el camino de las
cuatro entradas a través de los inversores 12,14,16 y 18, se observa que a la
puerta NAND 1 se aplican cuatro 1 lógicos, que la activan produciendo entonces
un cero lógico. Todas las demás puertas NAND quedan inhabilitadas por la
presencia de un cero en algunas de sus entradas.
En la
tecnología CMOS también encontramos diversos tipos de decodificadores BCD a
decimal, dentro de los cales los más representativos son el 4028, 74C42 y 74HC42.
DECODIFICACIÓN
BCD A CÓDIGO DE 7 SEGMENTOS
Un
dispositivo de salida muy utilizado para visualizar números decimales es el
visualizado de 7 segmentos.
Los
7 segmentos se marcan con las letras de la a a la g .
Existes
varios tipos de visualizadores dentro de los cuales encontramos, el denominado
incandescente, que es similar a una lámpara común, el de tubo de descarga de
gas, que opera a tensiones altas y produce una iluminación anaranjada, el de
tubo fluorescente, que da una iluminación verdosa cuando luce y opera con
tensiones bajas, el mas moderno que es el de cristal liquido (LCD), este crea
números negros sobre fondos plateados, y por último el visualizador común de
diodos emisores de luz (LED) que produce un brillo rojo cuando luce.
Existen
visualizadores LED que cuando lucen emiten colores distintos del rojo.
Como
el visualizador LED es el mas fácil de utilizar y el mas común por eso se
tratará con mas detalles.
En
la figura se muestra la forma de operación de un visualizador de 7 segmentos.
Figura 7: Operación de un visualizador de 7 segmentos
Cada segmento (de a a g ) contiene un LED. Como la corriente típica de un LED es de 20 mA, se colocan resistores de 150 (ohmios) con el fin de limitar dicha corriente. Sin este resistor, el LED podría quemarse debido a que un LED puede soportar solo 1.7V a través de sus terminales.
Existen
dos tipos de visualizadores LED, el de ánodo común y el de cátodo común.
Cátodo
común: cuando todos los cátodos están unidos entre sí y van directo a tierra.
Anodo
común: cuando todos los ánodos están conectados entre sí y van a la fuente de
alimentación como el caso del ejemplo del cual estamos hablando.
Si,
por ejemplo, se desea que aparezca el número decimal 7 en el visualizador de la
figura deben cerrarse los conmutadores a, b y c para que luzcan los segmentos
a, b y c del LED. Observar que una tensión de tierra (baja ) activa a los
segmentos de este visualizador LED.
En
la figura se muestra el dispositivo TTL denominado decodificador excitador
7447A BCD a 7 segmentos, con su respectiva tabla de verdad.
Figura 8: Símbolo lógico del decodificador 7447
Tabla
3: Tabla de verdad del decodificador 7447
La
entrada es un número BCD de 4 BITS, el número BCD se transforma en un código de
7 segmentos que ilumina los segmentos del visualizador LED. También se muestran
3 entradas extras en el símbolo lógico. La entrada de test de lámparas hará
lucir todos los segmentos adecuados para ver si son operativos.
Las
entradas de borrado que son las que desconectan todos los elementos activados.
Las entradas de borrado y test de lámparas son activadas por niveles de tensión
bajo y las entradas BCD son activadas por 1 lógicos.
Observar
la línea 1 de la tabla de verdad. Para que aparezca el 0 decimal en el
visualizador, las entradas BCD deben ser LLLL. Esto activará los segmentos a,
b, c, d, e y f para formar el cero decimal.
Las
entradas BCD inválidas (decimal 10, 11, 12, 13, 14 y 15) no son números BCD;
sin embargo, generan una única salida. Para la línea decimal 10, entradas HLHL,
la columna de salida indica que se activan la salida d, e, y g. Formando una
pequeña c.
En
la familia CMOS existen muchos decodificadores para visualizadores dentro de
los cuales se destacan el 74C48 que no necesita circuitería extra para la
mayoría de los visualizadores LED, el 4511 y el 74HC4511.
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